淺談實(shí)驗(yàn)室家具設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)室家具的設(shè)計(jì)、靈活性以及系列化是實(shí)驗(yàn)室建筑的組成部分之一，是實(shí)驗(yàn)室的基本條件之一。 實(shí)驗(yàn)室家具 實(shí)驗(yàn)室家具是一類比較特殊的家具，實(shí)驗(yàn)室家具不僅應(yīng)具有優(yōu)良的使用功能，還應(yīng)具備整潔明朗的外觀和色彩，以改善室內(nèi)環(huán)境，體現(xiàn)時(shí)代特征。實(shí)驗(yàn)室家具的設(shè)計(jì)、靈活性以及系列化是實(shí)驗(yàn)室建筑的組成部分之一，是實(shí)驗(yàn)室的基本條件之一。 實(shí)驗(yàn)室家具為適應(yīng)各類不同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)室的需要，在追求實(shí)驗(yàn)環(huán)境舒適、安全的同時(shí)，應(yīng)滿足實(shí)驗(yàn)的功能性、堅(jiān)固性、耐腐蝕性，以及安裝布置的靈活性等。實(shí)驗(yàn)室家具不同于家用家具，它的使用常與水、電、氣、化學(xué)物質(zhì)和材質(zhì)以及儀器設(shè)備相接觸，因此對(duì)家具的構(gòu)造和材質(zhì)提出更高的要求，在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)時(shí)必須重視實(shí)驗(yàn)室家具的設(shè)計(jì)和選型。
實(shí)驗(yàn)室家具很多，但歸納起來(lái)主要是實(shí)驗(yàn)臺(tái)、實(shí)驗(yàn)用柜和通風(fēng)柜等幾大類。
1、實(shí)驗(yàn)臺(tái)
1.1.1按結(jié)構(gòu)形式分：分為固定式和組合式 固定式實(shí)驗(yàn)臺(tái)：固定式實(shí)驗(yàn)臺(tái)的形式很多，國(guó)內(nèi)至今仍普遍采用。常見(jiàn)的用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的臺(tái)面和磚砌支座，臺(tái)下為木制器皿柜，臺(tái)面上用白色瓷磚、水磨石、大理石或天然花崗巖等。這類實(shí)驗(yàn)臺(tái)堅(jiān)固耐用，耐高溫，而且平穩(wěn)，常用于天平臺(tái)、高溫爐臺(tái)以及測(cè)光儀器臺(tái)等。 組合式實(shí)驗(yàn)臺(tái)：依靠自身的構(gòu)造形式，分為幾個(gè)獨(dú)立的部分，分別制作，然后組合在一起，可以靈活布置實(shí)驗(yàn)室，便于運(yùn)輸，便于系列化生產(chǎn)。
1.1.2按材質(zhì)分類 木結(jié)構(gòu)：這是國(guó)內(nèi)外較普遍采用的形式，質(zhì)量較輕，又較靈活，而且可以做成各種單元組合式，其缺點(diǎn)是木材耗用量較大。 鋼結(jié)構(gòu)：這種結(jié)構(gòu)由鋼支架、器皿柜、臺(tái)面和試劑架等構(gòu)件組成。鋼支架系薄壁型鋼制成，腳支架底腳有微調(diào)螺絲，鋼支架之間留有管道空間。器皿柜是木制構(gòu)件，可以靈活地掛在鋼支架上。這種材質(zhì)盡管其外表有防腐涂料，但難免有銹蝕，一般用于儀器分析室。鋼制實(shí)驗(yàn)室家具的優(yōu)點(diǎn)：堅(jiān)固、美觀，能使用10年以上保持不變形，可以耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，是實(shí)驗(yàn)室家具的發(fā)展方向。 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：這種實(shí)驗(yàn)臺(tái)包括鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的臺(tái)面與支座（或磚砌支座）和臺(tái)下的器皿柜。其缺點(diǎn)是質(zhì)量大，又缺乏靈活性。 混合結(jié)構(gòu)：采用鋼架、鋼筋混凝土臺(tái)面或新型臺(tái)面材料與下部活動(dòng)的木制器皿柜，這也有可能做成單元組合式，其質(zhì)量較輕，從靈活方面考慮也較上一種有好。
1.1.3按實(shí)驗(yàn)用途分類 主要有化學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)、儀器實(shí)驗(yàn)臺(tái)、天平臺(tái)、洗滌臺(tái)等，種類繁多。實(shí)驗(yàn)臺(tái)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室布局不同，位于實(shí)驗(yàn)室中間，稱為島式實(shí)驗(yàn)臺(tái)；實(shí)驗(yàn)臺(tái)的一端靠墻則稱為半島式實(shí)驗(yàn)臺(tái)；如果實(shí)驗(yàn)臺(tái)的一條長(zhǎng)邊靠墻稱為側(cè)邊實(shí)驗(yàn)臺(tái)。與之相適應(yīng)的試劑架、洗滌臺(tái)、器皿柜也有所不同。有的還把實(shí)驗(yàn)臺(tái)分為單面實(shí)驗(yàn)臺(tái)和雙面實(shí)驗(yàn)臺(tái)，后者實(shí)指島式實(shí)驗(yàn)臺(tái)和半島式實(shí)驗(yàn)臺(tái)。
1.1.4臺(tái)面 目前使用較多的臺(tái)面材料有以下幾種： 環(huán)氧樹(shù)脂臺(tái)面：主要為加強(qiáng)型環(huán)氧樹(shù)脂成份，有平滑而安全的弧型收邊，是模具一體成型的化學(xué)臺(tái)面板。內(nèi)外材質(zhì)一致，損傷時(shí)可修復(fù)還原。具卓越的耐酸堿、而撞擊、耐高溫（約800℃）能力。 耐蝕實(shí)心理化板：系以篩選后之優(yōu)質(zhì)多重夾紙，浸泡于特殊酚液后經(jīng)高壓熱固效應(yīng)成型，并經(jīng)表面特殊耐蝕處理。具有耐酸堿、耐撞擊、耐熱特性，經(jīng)濟(jì)而耐用。 TRESPA（千思板）：成分為70%的木質(zhì)纖維，30%的三聚氰胺樹(shù)脂，采用雙電子束掃描專利技術(shù)將三聚氰胺附貼在面層，經(jīng)高溫高壓成型。 耐蝕理化貼面板由添加特殊成份酚醛樹(shù)脂含浸的牛皮紙、白色及特殊表層紙經(jīng)高溫、高壓處理而成。具有耐酸堿、耐撞擊、耐熱特性。經(jīng)濟(jì)，耐用（配合基材使用）。
2.1實(shí)驗(yàn)用柜
2.1.1藥品柜 藥品柜是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室必不可少的櫥柜。主要放置固體化學(xué)試劑和標(biāo)準(zhǔn)溶液，這兩者必須分類放置，不可混放在一起。放置化學(xué)試劑應(yīng)分類放置，便于查找。同時(shí)為了安全，藥品柜應(yīng)設(shè)置玻璃門窗，柜體也應(yīng)具有一定的承重能力和防腐蝕性。
2.1.2專用柜 （1）樣品柜：放置各類實(shí)驗(yàn)樣品用的樣品柜，應(yīng)有分格且可貼標(biāo)簽等的隔板，便于存放樣品和查找樣品，因?yàn)橛行悠?，根?jù)樣品的物理性質(zhì)和化學(xué)穩(wěn)定性而需放入干燥器保存，因此分格有大有小，以便于存放不同的樣品。 （2）藥品保管柜：用于存放液體試劑，如鹽酸、硝酸、過(guò)氯酸、有機(jī)試劑等揮發(fā)性藥品。一般為木制，也有鋼制，可存放規(guī)格不同的試劑。柜子要求穩(wěn)固，可以并排使用，也可以與地面墻壁固定。 （3）危險(xiǎn)品保管柜：適用于危險(xiǎn)物品的簡(jiǎn)單保管和短期保管，采用不銹鋼制作，或耐火磚砌而成。 （4）玻璃器皿干燥和保管柜：洗凈后的下班器皿在托架上保存，托架用導(dǎo)軌與柜體固定，使玻璃器皿存取方便，各層托架可根據(jù)器皿尺寸大小調(diào)節(jié)位置，器皿架通風(fēng)良好，易于清潔干燥。 除此之外，還有工具柜、雜品柜、更衣柜等。
2.2實(shí)驗(yàn)椅凳 根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，工作椅凳可有鋼制、木制。為方便實(shí)驗(yàn)和節(jié)約空間，通常用圓凳。圓凳若為鋼制還可調(diào)節(jié)高度。儀器實(shí)驗(yàn)室可有帶滑輪的靠背椅，便于操作。
2.3 潔凈柜 潔凈柜又稱超凈工作臺(tái)，廣泛應(yīng)用于生物、醫(yī)藥、衛(wèi)生、電子、精密儀器、儀表等行業(yè)?？商峁o(wú)菌、無(wú)塵的潔凈操作環(huán)境。 潔凈柜的結(jié)構(gòu)與工作原理：主要部件包括柜體、操作臺(tái)面、前面板、風(fēng)機(jī)、靜壓箱、過(guò)濾器、照明燈、殺菌燈等。外部氣體經(jīng)風(fēng)機(jī)區(qū)，工作區(qū)氣體呈正壓以保證不受外界氣體的污染，潔凈柜根據(jù)氣體的流向可分為水平層流和垂直層流，規(guī)格有單人、雙人、單面、雙面，也可串聯(lián)使用。
2.4生物安全柜 生物安全柜廣泛應(yīng)用于大專院校、科研院所、藥廠、衛(wèi)生防疫等單位，是微生物實(shí)驗(yàn)操作的主要潔凈設(shè)備，可防止可能存在的有毒有害懸浮顆粒的擴(kuò)散，保護(hù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中操作者和環(huán)境的安全，也可保護(hù)操作過(guò)程中樣品免受污染。 生物安全柜的等級(jí)： 一級(jí)：相當(dāng)于帶過(guò)濾器的排毒柜功能，保護(hù)操作者和環(huán)境。 二級(jí)：同時(shí)保護(hù)操作者，環(huán)境和樣品，適用于生物安全1、2、3級(jí)的樣品。 三級(jí)：同時(shí)保護(hù)操作者，環(huán)境和樣品，操作環(huán)境與外界環(huán)境完全隔離，帶有手套箱，全密式操作，適用于高危險(xiǎn)性樣品的實(shí)驗(yàn)操作。
2.5生物安全柜與潔凈柜的主要區(qū)別 生物安全柜主要是保護(hù)操作者和環(huán)境，也可保護(hù)樣品，結(jié)構(gòu)比潔凈柜復(fù)雜，操作區(qū)氣體負(fù)壓，氣體凈化后排放；潔凈柜保護(hù)操作樣品，不保護(hù)操作者及環(huán)境，操作區(qū)處氣體正壓，操作區(qū)外氣體直接排放。
2.6通風(fēng)柜 實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)是實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)中不可缺少的一個(gè)組成部分。為了使實(shí)驗(yàn)室工作人員不吸入或咽入一些有毒的、可致病的或毒性不明的化學(xué)物質(zhì)和有機(jī)體、實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)有良好的通風(fēng)。為阻止一些蒸氣、氣體和微粒（煙霧、煤煙、灰塵和氣懸體）的吸收，污染物質(zhì)須用通風(fēng)柜、通風(fēng)罩或局部通風(fēng)的方法除去。 通風(fēng)柜是實(shí)驗(yàn)室中最常用的一種局部排風(fēng)設(shè)備，種類繁多，由于其結(jié)構(gòu)不同，使用的條件不同，其排風(fēng)效果也不相同。通風(fēng)柜的性能好環(huán)，主要取決于通過(guò)通風(fēng)柜空氣移動(dòng)的速度。 實(shí)驗(yàn)室中所采用的通風(fēng)柜歸納起來(lái)有六種： ①項(xiàng)抽式通風(fēng)柜：這種通風(fēng)柜的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，適合有熱量產(chǎn)生的場(chǎng)合。 ②狹縫式通風(fēng)柜：狹縫式通風(fēng)柜是在其頂部和后側(cè)設(shè)有排風(fēng)狹縫，對(duì)各種不同工況都能獲得良好的效果。但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制作也較麻煩。 ③旁通式通風(fēng)柜：當(dāng)實(shí)驗(yàn)室考慮幅度通風(fēng)柜排除室內(nèi)空氣時(shí)，采用這種通風(fēng)柜比較理想，因?yàn)楫?dāng)柜門全閉時(shí)并不影響室內(nèi)的換氣量。 ④補(bǔ)風(fēng)式通風(fēng)柜：對(duì)于有空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室或潔凈實(shí)驗(yàn)室，采用這種通風(fēng)柜是很理想的，既節(jié)省了能量，又不影響室內(nèi)的氣流組織。 ⑤自然通風(fēng)式通風(fēng)柜：優(yōu)點(diǎn)是不耗電；能日夜連續(xù)換氣（經(jīng)實(shí)測(cè)室內(nèi)換氣可達(dá)6次/h），有利于室內(nèi)換氣；無(wú)噪聲和振動(dòng)；由于沒(méi)有機(jī)械設(shè)備，容易保養(yǎng)；構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉。但它的使用受一定條件限制，凡毒性較高和不產(chǎn)生熱量的實(shí)驗(yàn)，都不宜采用，有的房間，在夏季也不宜使用。 ⑥活動(dòng)式通風(fēng)柜：在現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室建筑中，有時(shí)還配置一種通用實(shí)驗(yàn)室（實(shí)驗(yàn)大廳），其中的實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)、水盆通風(fēng)柜等設(shè)備都可隨時(shí)移動(dòng)，不用時(shí)也可推入鄰近的貯藏室。這種通風(fēng)柜宜用木材、塑料或輕金屬制作，以便移動(dòng)。
3．實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃與家具設(shè)計(jì) 目前我國(guó)還沒(méi)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行規(guī)范和要求。目前國(guó)內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃設(shè)計(jì)人員都是其他相關(guān)專業(yè)人士，在工作的過(guò)程中逐漸摸索出一套適合實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃設(shè)計(jì)的大致統(tǒng)一的思想和方法，成為行業(yè)內(nèi)默守的不成文的準(zhǔn)則。 實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃設(shè)計(jì)中涉及到的內(nèi)容很多，如實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的設(shè)備儀器、儲(chǔ)存、儲(chǔ)藏家具、衛(wèi)生要求、建筑和人員安全、防火要求、電路布線、給排水等等。
3.1設(shè)計(jì)前 在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，首先要對(duì)目標(biāo)實(shí)驗(yàn)室的以下內(nèi)容進(jìn)行了解，并進(jìn)行初步規(guī)劃。 1．設(shè)計(jì)現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)室，首先要制定的提出實(shí)驗(yàn)室的總體規(guī)劃，確定實(shí)驗(yàn)室的性質(zhì)、目的、任務(wù)、依據(jù)和規(guī)模，確定各類實(shí)驗(yàn)室功能和工藝條件以及規(guī)模大小。 2．室內(nèi)空間的總體概念，如房間形狀，尺寸等。 3．天花的類型和高度等。 3．地面，要針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)室采用不同地面，不能在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)使用大理石地面?，F(xiàn)在人們最常用的是PVC地面和還氧樹(shù)脂地面兩種，也有的用瓷磚。地面除了要注意類型外，還要注意上下水管道的位置等。 4．墻面，包括柱體的位置、窗臺(tái)高、踢腳板的寬度等都要確定清楚，這是很重要的一個(gè)方面，因?yàn)檫@些都是在具體施工中經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題的環(huán)節(jié)。
3.2實(shí)驗(yàn)室工作臺(tái) 對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，就不能不了解實(shí)驗(yàn)室家具的尺寸參數(shù)和實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)模式，如坐式工作臺(tái)的高度通常在750-850mm之間，如果男性實(shí)驗(yàn)員占較高比率也可考慮900mm高。站式高度則在850mm-920mm之間；工作臺(tái)的長(zhǎng)度通常宜考慮每人1200mm(最小不應(yīng)小于1000mm)，而有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)則須考慮長(zhǎng)一些，可取1400-1600mm。試劑架高度為1200-1650mm之間；而高柜可達(dá)1800-2000mm等。 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)模式的重點(diǎn)是安全性和方便性，有以下幾種常用的設(shè)計(jì)模式： 1．島型：是最常見(jiàn)的一種模式。常使用于大空間、成長(zhǎng)方形的室內(nèi)形式。此模式的特點(diǎn)是人流順暢。 2．半島型：這也是一種比較典型的應(yīng)用方式，此模式適用于狹長(zhǎng)的房間。 3．L型：L型適用于較為窄小的房間形式。 除以上三種外，還有U型與一字型（即側(cè)邊實(shí)驗(yàn)臺(tái)）布局也較常用。 在設(shè)計(jì)化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)時(shí)，通常在實(shí)驗(yàn)室中央配置從兩面都能夠操作的中央實(shí)驗(yàn)臺(tái)，兩邊配置邊實(shí)驗(yàn)臺(tái)、測(cè)試臺(tái)、通風(fēng)柜、藥品柜、干燥柜等，根據(jù)需要配備凈化臺(tái)、恒溫恒濕設(shè)備，為了盡可能多地增加使用空間，往往還需配備一些平面型實(shí)驗(yàn)臺(tái)。 為了便于分析儀器的操作使用，分析儀器使用的特殊氣體的配管，應(yīng)該盡量接近分析儀器。 在生物實(shí)驗(yàn)室中，考慮從一般實(shí)驗(yàn)到檢查、測(cè)試、照相、洗相等數(shù)據(jù)處理工作流程的特殊要求。通常可在進(jìn)口處設(shè)水池臺(tái)和干燥臺(tái)，便于實(shí)驗(yàn)室器皿的清洗。
3.3安全通道 實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃設(shè)計(jì)中當(dāng)然也不能忽視對(duì)安全通道的特別設(shè)計(jì)。這里指的是實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)設(shè)計(jì)中的安全距離等。 安全門：作為疏散通道。門寬900-1500mm，其中單門一般為900mm。，雙門有1200mm、1400mm、1500mm等。 安全距離：對(duì)于主通道來(lái)說(shuō)，若兩個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)雙面操作，距離應(yīng)≥1500mm；單面操作≥1200mm（而現(xiàn)在學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室通道基本未達(dá)到此要求）；有排毒柜的話，距離應(yīng)≥1500mm，且特別注意排毒柜不能放置在靠近門口的位置。 通道距離：一般建筑內(nèi)部的消防通道最小寬度是1200mm，而實(shí)驗(yàn)室則不同，最少應(yīng)留1500mm寬。
3.4安全設(shè)備 此處所說(shuō)的安全設(shè)計(jì)指的是實(shí)驗(yàn)室的備用設(shè)備，如桌上型洗眼器、落地式淋浴、洗眼器、安全箱等。桌上型洗眼器要放于水槽右側(cè)，因中國(guó)人習(xí)慣右手操作的緣故；落地式淋浴、洗眼器要放置在出口處，且室內(nèi)要求配地漏；安全箱則應(yīng)放在最顯眼的地方，內(nèi)裝急救藥品。
3.5實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)系統(tǒng) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)方式有兩種，即局部排風(fēng)和全室通風(fēng)。局部排風(fēng)是在有害物產(chǎn)生后產(chǎn)即就近排出，這種方式能以較少的風(fēng)量排走大量的有害物，節(jié)能有效，是改善現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室條件可行和經(jīng)濟(jì)的方法，也可能是適應(yīng)新實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)建設(shè)的最好的方式，所以在實(shí)驗(yàn)室中廣泛地被采用。對(duì)于有些實(shí)驗(yàn)不能使用局部排風(fēng)，或者局部排風(fēng)滿足不了要求時(shí)，應(yīng)該采用全室通風(fēng)。
通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想： ①有效、經(jīng)濟(jì)的原則，力求達(dá)到排出實(shí)驗(yàn)中所有污染氣體的目的； ②采取將實(shí)驗(yàn)中生產(chǎn)的污染氣體就近抽走，不使其擴(kuò)散的措施； ③通風(fēng)管路系統(tǒng)布局要合理，消除各種不合理因素、減少阻力和噪聲； ④通風(fēng)臺(tái)面裝置力求外型美觀、布局合理，其高度和位置不影響實(shí)驗(yàn)裝置的安裝，不影響實(shí)驗(yàn)操作； ⑤合理的選擇風(fēng)機(jī)，防止或減少噪音和震動(dòng)，便于安裝和維護(hù)； ⑥考慮局部和全室通風(fēng)的同時(shí)，兼顧給排水、煤氣、電源線路的合理安排。 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)各種有害氣體主要發(fā)生在實(shí)驗(yàn)桌面上。實(shí)驗(yàn)室桌面排風(fēng)系統(tǒng)就是通過(guò)設(shè)置在桌面上的吸氣罩，把實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的有害氣體呼入罩內(nèi)，通過(guò)風(fēng)道，以離心風(fēng)機(jī)為動(dòng)力，排放到室外高層大氣中。桌面吸氣罩是桌面系統(tǒng)重要的組成部分，其性能的優(yōu)劣對(duì)桌面排風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果具有重要影響，如設(shè)計(jì)合理，用較小的排風(fēng)量能獲得良好的效果，反之用了較大的風(fēng)量也達(dá)不到預(yù)期的目的。因此，研究和設(shè)計(jì)新型的性能優(yōu)良的吸氣罩對(duì)環(huán)保、節(jié)能、降低成本都具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。
現(xiàn)在有一種常用的新型通風(fēng)裝置的吸風(fēng)罩，在原有軸向升降旋轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上，又開(kāi)發(fā)了一種徑向可以在360度范圍內(nèi)任意旋轉(zhuǎn)的創(chuàng)新產(chǎn)品，使臺(tái)面裝置變成萬(wàn)向型臺(tái)面裝置，即吸風(fēng)罩可以在******排放距離范圍內(nèi)任何一點(diǎn)接近污染源，同時(shí)該裝置也可以懸掛在棚頂或墻壁上。這種吸風(fēng)罩設(shè)計(jì)科學(xué)、造型美觀、操作極為方便。
